AP2 Tópico 06 equilIbrio quimico

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EQUILÍBRIO QUÍMICO
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O que é equilíbrio químico?
Quais são os aspectos qualitativos e quantitativos mais importantes?
EQUILÍBRIO QUÍMICO
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Propriedades de Um Equilíbrio 
Rosa para azul
Co(H2O)6Cl2  Co(H2O)4Cl2 + 2 H2O
Azul para rosa
Co(H2O)4Cl2 + 2 H2O  Co(H2O)6Cl2
Sistemas em equilíbrio são:
DINÂMICOS (em movimento constante)
REVERSÍVEIS 
Podem ser atingidos de qualquer direção
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Equilíbrio – dois processos opostos que ocorrem com velocidades iguais, em movimento constante
Dinamismo do Equilíbrio
Velocidade da 
reação direta
Velocidade da 
reação inversa
=
	A Velocidade da mulher é igual à Velocidade da esteira, em sentido oposto
	Tanto a esteira quanto a mulher continuam se movendo, mas macroscopicamente o sistema não se altera
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Após um certo tempo, as concentrações de reagentes e produtos se tornam constantes, mas não necessariamente iguais.
As reações direta e inversa continuam depois de atingido o estado de equilíbrio.
Equilíbrio Químico
Fe3+ + SCN- FeSCN2+

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Reversibilidade no Equilíbrio Químico
Tecnicamente, todas as reações químicas são um equilíbrio, ou seja, não se completa. Mas quando a concentração de reagentes ou produtos é MUITO BAIXA, diz-se que a reação aconteceu completamente.
	Exemplo: 	H+(aq) + OH-(aq)  H2O(l) 
H+(aq) + OH-(aq)
H2O(l)
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Teoria das Colisões: Quando 2 moléculas A e B colidem uma com a outra numa orientação apropriada e com suficiente energia, elas podem reagir formando novas moléculas, os produtos C e D.
O diagrama de energia potencial para esta colisão, supostamente exotérmica, pode ser apresentado como:
Reversibilidade no Equilíbrio Químico
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A + B
C + D
Energia Potencial
Complexo Ativado
Reagentes
Produtos
DH
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Reversibilidade no Equilíbrio Químico
A partir de um momento, quantidades significativas de C e D são formadas, e sua concentração começa a aumentar. Torna-se inevitável que uma molécula de C colida com uma de D. Se esta colisão ocorrer com energia e orientação adequadas, elas podem reagir e formar novamente as moléculas originais A e B.
Este evento, supostamente endotérmico, apresenta o seguinte diagrama de energia potencial:
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A + B
C + D
Energia Potencial
Complexo Ativado
Reagentes
Produtos
DH
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Reversibilidade no Equilíbrio Químico
Qualquer reação que ocorra em extensão significativa tanto nos sentidos direto como inverso é chamada de reação reversível:
A + B  C + D
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Aspectos Quantitativos do Equilíbrio Químico
CONSTANTE DE EQUILÍBRIO
Suponha que a reação a seguir ocorra de forma elementar em ambos os sentidos e que inicialmente apenas A e B estejam presentes no vaso de reação. 
a A + b B  c C + d D
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A CONSTANTE DE EQUILÍBRIO
A , B
Inicialmente,
 Velocidade da Reação:
Velocidade da reação direta
Inicialmente C e D não estão presentes, ou seja, não há reação inversa. Há apenas a reação direta:
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A CONSTANTE DE EQUILÍBRIO
A , B , 
C , D
Após um certo tempo, a concetração de C e D cresce e a reação inversa começa a acontecer também:
Velocidade da Reação:
Velocidade da Reação Inversa
Conforme a reação prossegue, as concentrações de A e B caem, ao passo que as de C e D aumentam. As velocidades das reações direta e inversa seguem o seguinte comportamento:
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A CONSTANTE DE EQUILÍBRIO
Quando as velocidades se tornam iguais, as concentrações de A, B, C e D não mais mudam no tempo. Atingiu-se o equlíbrio químico. No entanto, lembre-se que ao nível molecular tanto a reação direta quanto a inversa continuam ocorrendo, pois o equilíbrio é dinâmico, só que ocorrem continuamente na mesma velocidade.
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A CONSTANTE DE EQUILÍBRIO
Se K é conhecida, pode-se prever as concentrações de reagentes ou produtos. 
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Determinação de K
2 NOCl(g)  2 NO(g) + Cl2(g)
Coloque 2,00 mol de NOCl em um frasco de 1,00 L. No equilíbrio você encontra 0,66 mol/L de NO. Calcule K.
Solução
Construa uma tabela de concentrações
 				[NOCl]	[NO]		[Cl2]
Inicial		2,00		0		0
Variação						
Equilíbrio				0,66		
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Determinação de K
2 NOCl(g)  2 NO(g) + Cl2(g)
Coloque 2,00 mol de NOCl em um frasco de 1,00 L. No equilíbrio você encontra 0,66 mol/L de NO. Calcule K.
Solução
Construa uma tabela de concentrações
 				[NOCl]	[NO]		[Cl2]
Inicial		2,00		0		0
Variação		-0,66		+0,66		+0,33
Equilíbrio		1,34		0,66		0,33
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Determinação de K
2 NOCl(g)  2 NO(g) + Cl2(g)
				[NOCl]	[NO]		[Cl2]
Inicial		2,00		0		0
Variação		-0,66		+0,66		+0,33
Equilíbrio		1,34		0,66		0,33
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Determinação de K
Exemplos
Escreva as expressões de constante de equilíbrio para as seguintes reações:
Equações Químicas balanceadas
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Relações Envolvendo a Constante de Equilíbrio
A reversão de uma reação causa a inversão de K.
A multiplicação dos coeficientes por um fator comum eleva a constante de equilíbrio à potencia correspondente.
A divisão dos coeficientes por um fator comum leva à raiz correspondente da constante de equilíbrio.
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Escrevendo e Manipulando Expressões de K
Sólidos NUNCA aparecem em expressões de equilíbrio.
 	S(s) + O2(g) 		  SO2(g)
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Queima de Calcário
CaCO3(s)  CaO(s) + CO2(g)
Kc = [CO2] 
KP = PCO2(RT)
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K is independent of the amount of CaCO3 or CaO in the flask, as long as there is some of each present.
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Escrevendo e Manipulando Expressões de K
Sólidos NUNCA aparecem em expressões de equilíbrio.
 	NH3(aq) + H2O(liq)  NH4+(aq) + OH-(aq)
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O Significado de K
1.	Podemos dizer se a reação é reagente- ou produto-favorecida.
Para N2(g) + 3 H2(g)  2 NH3(g)
Conc. de produtos é muito maior que a de reagentes no equilíbrio. 
A reação é fortemente produto-favorecida.
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O Significado de K
Para AgCl(s)  			 Ag+(aq) + Cl-(aq)
 Kc = [Ag+] [Cl-] = 1,8 x 10-5
Conc. de produtos é muito menor que a de reagentes no equilíbrio.
A reação é fortemente reagente-favorecida.
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Produto- ou Reagente- Favorecida
Produto-favorecida
Reagente-favorecida
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